Понятие сапр. Основные характеристики сапр.

Понятие САПР. Основные характеристики САПР.

Система автоматизированного проектирования (САПР) - комплекс

средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми

подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющей автоматизированное проектирование.

САПР (по ГОСТ 23.501.0-79) – организаци онно-техническая система, со-

стоящая из комплекса средств автоматизированного проектирования, связан-

ных с подразделениями проектных организаций, и выполняющую автоматизи-

рованное проектирование.

САПР – инструмент проектирования, включающий различные обеспечения и предназначенный для автоматизированного проектирования на всех этапах от выдачи ТЗ до выпуска готового изделия.

Работоспособность САПР зависит от:

Уровня унификации входной и выходной информации

Единства методов записи информации на носителях

Правильности распределения памяти ЭВМ

Правильности выбора алгоритмического языка

 

По уровню автоматизации проектирования различают САПР:

– низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур (АПП) составляет 25 % общего числа проектных процедур;

– среднеавтоматизированные, — от 25 до 50% общего числа проектных процедур;

– высокоавтоматизированные от 50 до 75 %.

По комплексности САПР классифицируют так:

– одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта;

– многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта;

– комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.

 

 

Основные цели внедрения САПР.

Основная функция САПР - выполнение автоматизированного проектирования объектов и их составных частей на всех или отдельных стадиях проектирования

 

Цель автоматизации — повысить качество проектиро­вания, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа ин­женерно-технических работников, занятых проектирова­нием и конструированием

Вспомогательные цели внедрения САПР.

Возможность работы над проектом нескольких инженеров, удаленное пользование. САПР состоит из пакета программ который обеспечивает полный цикл проектирования.

 

 

Вспомогательные цели внедрения САПР.

Цель автоматизации — повысить качество проектиро­вания, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа ин­женерно-технических работников, занятых проектирова­нием и конструированием

Вспомогательные цели внедрения САПР.

Возможность работы над проектом нескольких инженеров, удаленное пользование. САПР состоит из пакета программ который обеспечивает полный цикл проектирования.

Возможность работы нескольких людей над одним проектом, работа на удаленном расстоянии, поддержание конкурентноспособности проектируемого изделия.

 

 

4. Обзор программных средств, используемых для решения при автомати-

Зированном проектировании конструкций РЭС. Общая классификация

САПР.Программные средства автоматического схемотехнического проектирования прошли большой путь развития. Сейчас можно выделить три поколения программ автоматического схемотехнического проектирования.

1. К первому поколению относятся программы, характеризующиеся ограничениями на шаг интегрирования из-за использования явных методов численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), описывающих переходные процессы в схемах. Большинство программ первого поколения основано на методе переменных состояния.

2. Ко второму поколению принадлежат программы, не имеющие ограничений на шаг интегрирования, так как в них использовались неявные методы интегрирования и др. В большинстве случаев эти программы учитывают разреженность матриц уравнений схемы, активные элементы замещений схемы. Активные элементы замещаются схемами многополюсников, а не схемами замещения из двухполюсных элементов.

3. К третьему поколению относятся программы с более широкими функциональными возможностями статистический и температурный анализы, оптимизация параметров схемы и т.п.

Наилучших результатов добилась компания Mentor Graphics. Далее по мощности предлагаемых решений идёт компания Cadence (SPECCTRA, OrCAD),Altium и Zuken

Классификация САПР по целевому назначению

CAD (англ. computer-aided design/drafting) — средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обозначает средства САПР предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации, САПР общего назначения. Для обозначения данного класса средств САПР используется также термин

CADD (англ. computer-aided design and drafting) — автоматизированное проектирование и создание чертежей. Системы геометрического моделирования обозначают как CAGD (англ. computer-aided geometric design).

CAE (англ. computer-aided engineering) — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий. Подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа, обозначается термином CAA (англ. computer-aided analysis).

CAM (англ. computer-aided manufacturing) — средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)). Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства.

CAPP (англ. computer-aided process planning) — средства автоматизации планирования технологических процессов применяемые на стыке систем CAD и CAM.

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.

С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM, и на основе которой, в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.

 

 

Классификация САПР по отраслевому назначению

В зависимости от отраслевого назначения выделяют:

MCAD (англ. mechanical computer-aided design) — автоматизированное проектирование механических устройств, машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроение, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, CATIA);

EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, ИС, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD,PADS);

AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) — САПР в области архитектуры и строительства, используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, Piranesi, ArchiCAD).

Классификация САПР по разновидности и сложности объектов проектирования

И уровню автоматизации

.По разновидности объекта проектирования можно различать САПР РЭА, САПР атомной станции, САПР ракетной системы и т. п.

По сложности объекта проектирования различают САПР:

– простых объектов, содержащих до 102 составных частей;

– объектов средней сложности, содержащих от 102 до 103 составных частей;

– сложных объектов, содержащих от 103 до 104 составных частей;

– очень сложных объектов, содержащих от 104 до 106 составных частей;

– объектов очень высокой сложности, содержащих 106 и более составных частей.

Следовательно, САПР современных ЭВМ относится к САПР простых объектов, а САПР многопроцессорных вычислительных систем на сверхбольших интегральных микросхемах — к САПР очень сложных объектов.

По уровню автоматизации проектирования различают САПР:

– низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур (АПП) составляет 25 % общего числа проектных процедур;

– среднеавтоматизированные, — от 25 до 50% общего числа проектных процедур; – высокоавтоматизированные от 50 до 75 %.

Ной документации

По комплексности САПР классифицируют так:

– одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта;

– многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта;

– комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.

По характеру выпускаемых проектных документов различают САПР:

– текстовые, выполняющие только текстовые, документы на бумажной ленте или листе;

– текстовые и графические, выполняющие текстовые и графические документы на бумажной ленте или листе;

– на машинных носителях, выполняющих документы на магнитных носителях (магнитных лентах, дисках и барабанах);

– на фотоносителях, выполняющих документы на микрофильмах, микрофишах, фотошаблонах и т. п.;

– на двух типах носителей;

– на всех типах носителей.

 

Печатный монтаж

Печатные платы - это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного по­крытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи.

Элементами ПП являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и кон­тактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия.

Общие требования к ПП.

Диэлектрическое основание ПП должно быть однородным по цвету, монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей и раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Допускаются одиночные вкрапления металла, царапины, следы от удаления одиночных невытравленных участков, проявление структуры материала, которые не ухудшают электрических параметров ПП и не уменьшают минимально допустимых расстояний между элементами проводящего рисунка.

Проводящий рисунок ПП должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, отслоений, разрывов, следов инструмента и остатков технологических ма­териалов. Допускаются: отдельные местные протравы не более 5 точек на 1 дм² ПП при условии, что оставшаяся ширина проводника соответствует минимально, допустимой по чертежу; риски глубиной не более 25 мкм и длиной до 6 мм; остатки металлизации на участках ПП, не уменьшающие допустимых расстояний между элементами.

Монтажные и фиксирующие отверстия должны быть расположены в соответствии с требованиями чертежа и иметь допустимые отклонения, определяемые классом точности ПП. Для повышения надежности паяных соединений внутреннюю поверхность монтажных отверстий покрывают слоем меди толщиной не менее 25 мкм. Покрытие должно быть сплошным, без включений, пластичным, с мелкокристаллической структурой и прочно сцепленным с диэлектрическим основанием. Оно должно выдержать токовую нагрузку 250 А/мм² в течение 3 с при нагрузке на контакты 1-1,5 Н и три-четыре перепайки выводов без изменения внешнего вида, подгаров и отслоений. После циклического воздействия изменения температур сопротивление перехода металлизированного отверстия не должно отличаться более чем на 20% от значения сопротивления в нормальных климатических условиях. Допускаются в отверстиях точечные неметаллизированные участки диаметром не более 0,2 мм. Число таких отверстий на плате не должно превышать 0,3% от общего числа. При недопустимом повреждении металлизированные отверстия восстанавливают с помощью пустотелых заклепок, и их число не должно превышать 2% от общего числа отверстий, но не более 10 шт. на ПП. Переходные несквозные металлизированные отверстия между наружными и внутренними слоями МПП должны быть заполнены смолой в процессе прессования, которая не должна иметь газовых включений и натекать на контактные площадки.

Контактные площадки представляют собой участки металлического покрытия, которые соединяют печатные проводники с металлизацией монтажных отверстий. Их площадь должна быть такой, чтобы не было разрывов при сверлении и остался гарантийный поясок меди шириной не менее 50 мкм. Разрывы контактных площадок не допускаются, так как при этом уменьшаются токонесущая способность проводников и адгезия к диэлектрику. Допускается частичное отслоение отдельных (до 2%) контактных площадок вне зоны проводников и их ремонт с помощью эпоксидного клея. Контактные площадки монтажных отверстий должны равномерно смачиваться припоем за время 3-5 с и выдержи­вать не менее трех (МПП—двух) перепаек без расслоения диэлектрика, вздутий и отслаивания.

28 Учёт требований Гостов, регламентирующих проектирование ПП, при использовании САПР. Геометрические параметры печатного рисунка. Классы точности ПП. Топология ПП. Выбор размеров ПП.

По конструктивному исполнению различают: односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП), многослойные (МПП) и гибкие (ГПП) печатные платы.

Печатные платы имеют основные технические требования в соответствии с ГОСТ 23752-79. Элементами печатных плат являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия. ГОСТ 23752-79 определяет требования к конструкции и внешнему виду ПП, к устойчивости при климатических и механических воздействиях и т.д.Основные технические требования к печатным платам:

1. Габаритные размеры печатной платы не превышают установленных значений для следующих типов: особо малогабаритных − 60х90 мм; малогабаритных − 120180 мм; крупногабаритных − 240360 мм. Толщина печатной платы выбирается из следующего ряда значений: 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 мм. Допустимые отклонения по толщине не должны превышать: при толщине до 1 мм − ±0,15 мм; до 2 мм ±0,20 мм; до 3 мм − ±0,30 мм.

2. Плотность монтажа определяется шириной проводников и расстоянием между ними. В соответствии с ГОСТ 23751-86 для печатных плат установлено пять классов точности монтажа.

3. Трассировку рисунка схемы проводят по координатной сетке с шагом 2.5, 1.25, 0.625 мм, а так же 0.5 мм по ГОСТ 10317-79. Минимальные диаметры отверстий, располагаемых в узлах координатной сетки, зависят от максимального диаметра вывода навесного элемента, наличия металлизации и толщины платы.

4. Плотность тока в печатных проводниках наружных слоев плат не должна превышать 20 А/мм².

5. Сопротивление изоляции зависит от материала диэлектрического основания и характера электрических цепей, для стеклотекстолита оно должно быть не менее 104 МОм. 6. Плотность сцепления печатных проводников с основанием не менее 15 МПа.

7. Допустимый уровень рабочего напряжения зависит от расстояния между проводниками: для 2..4 классов Uраб − до 50 В, для 1 класса Uраб − до 100 В.

8. Контактные площадки должны смачиваться припоем за 3-5 секунд и выдерживать не менее 3-х перепаек.ГОСТ 10317-79: рекомендуется использовать платы прямоугольной формы, размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными: 2,5; 5 или 10 при длине соответственно до 100; до 350 и свыше 350 мм. Максимальный размер любой из сторон не рекомендуется превышать 470 мм, соотношение сторон – не более 3: 1. Данные ограничения обусловлены в основном возможностями технологического оборудования по изготовлению печатных плат (ПП). При необходимости возможно отклонение габаритов, соотношения сторон и формы ПП от рекомендуемых.ГОСТ 23751-86 устанавливает основные конструктивные параметры ПП (размеры печатных проводников, зазоров, контактных площадок, отверстий и т.п.), электрические параметры и т.д. При выборе толщины печатных плат учитывают метод изготовления и предъявляемые к ним механические требования.

29 Структура процесса проектирования ПП при использовании САПР.

Задачи, решаемые на этапах проектирования ПП. Принципы интеграции и

комплексности.Системы автоматизированного проектирования классифицируются по типу, разновидности и сложности объекта проектирования; уровню и комплектности автоматизации проектирования; характеру и числу выпускаемых проектных документов; числу уровней в структуре технического обеспечения. По типу объекта проектирования различают САПР:– изделий машиностроения и приборостроения;– технологических процессов в машиностроении и приборостроении;– объектов строительства;– организационных систем.

По сложности объекта проектирования различают САПР:– простых объектов, содержащих до 102 составных частей;– объектов средней сложности, содержащих от 102 до 103 составных частей;– сложных объектов, содержащих от 103 до 104 составных частей;

– очень сложных объектов, содержащих от 104 до 106 составных частей;

– объектов очень высокой сложности, содержащих 106 и более составных частей.

По уровню автоматизации проектирования различают САПР:

– низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур (АПП) составляет 25 % общего числа проектных процедур;

– среднеавтоматизированные, — от 25 до 50% общего числа проектных процедур;

– высокоавтоматизированные от 50 до 75 %.

По комплексности САПР классифицируют так:

– одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта;

– многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта;– комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.Принципы организации САПР:

1. САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играет человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства.

2. САПР — иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектирования отражается в структуре специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем.

3. САПР — совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот очень важный принцип должен относиться не только к связям между крупными подсистемами, но и к связям между более мелкими частями подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство возможных последовательностей задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами.

4. САПР — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские причины, по которым САПР должна быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, и экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Во-вторых, постоянный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги.

5. САПР — специализированная система с максимальным использованием унифицированных модулей.

 

Понятие САПР. Основные характеристики САПР.

Система автоматизированного проектирования (САПР) - комплекс

средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми

подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователем системы), выполняющей автоматизированное проектирование.

САПР (по ГОСТ 23.501.0-79) – организаци онно-техническая система, со-

стоящая из комплекса средств автоматизированного проектирования, связан-

ных с подразделениями проектных организаций, и выполняющую автоматизи-

рованное проектирование.

САПР – инструмент проектирования, включающий различные обеспечения и предназначенный для автоматизированного проектирования на всех этапах от выдачи ТЗ до выпуска готового изделия.

Работоспособность САПР зависит от:

Уровня унификации входной и выходной информации

Единства методов записи информации на носителях

Правильности распределения памяти ЭВМ

Правильности выбора алгоритмического языка

 

По уровню автоматизации проектирования различают САПР:

– низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур (АПП) составляет 25 % общего числа проектных процедур;

– среднеавтоматизированные, — от 25 до 50% общего числа проектных процедур;

– высокоавтоматизированные от 50 до 75 %.

По комплексности САПР классифицируют так:

– одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта;

– многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта;

– комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.